Биоэнергетика

Биоэнергетика — это энергетика, основанная на использо­вании биотоплива. Она включает использование раститель­ных отходов, искусственное выращивание биомассы (водорос­лей, быстрорастущих деревьев) и получение биогаза. Биогаз — смесь горючих газов (примерный состав: метан — 55—65 %, углекислый газ — 35—45 %, примеси азота, водо­рода, кислорода и сероводорода), образующаяся в процессе би­ологического разложения биомассы или органических быто­вых расходов. Способы промышленного получения биогаза из­вестны с конца прошлого века (1885 г.). В мире эксплуатиру­ется более 8 млн установок для получения биогаза.

Биомасса — наиболее дешевая и крупномасштабная фор­ма аккумулирования возобновляемой энергии. Под терми­ном "биомасса" подразумеваются любые материалы биологи­ческого происхождения, продукты жизнедеятельности и от­ходы органического происхождения. Биомасса будет на Зем­ле, пока на ней существует жизнь. Ежегодный прирост орга­нического вещества на Земле эквивалентен производству та кого количества энергии, которое в десять раз больше годово­го потребления энергии всем человечеством на современном этапе.

Источники биомассы, характерные для нашей республики, могут быть разделены на несколько основных групп.

1. Продукты естественной вегетации (древесина, древесные отходы, торф, листья и т.п.).

2. Отходы жизнедеятельности людей, включая производственную деятельность (твердые бытовые отходы, отходы промышленного производства и др.).

3. Отходы сельскохозяйственного производства (навоз, куриный помет, стебли, ботва и т.д.).

4. Специально выращиваемые высокоурожайные агрокультуры и растения.

Однако наличие биомассы даже в большом количестве еще не означает решения проблемы получения из нее различ­ных продуктов и веществ, в том числе топлива. Непереработанная же биомасса приносит непоправимый вред окружаю­щей среде.

В настоящее время древесные отходы уже находят приме­нение: созданы установки, осваивается технология производ­ства генераторного газа и его сжигание. Специалисты счита­ют, что при правильном использовании древесины, древесных отходов и быстрорастущих лесных насаждений может быть покрыто 15 % потребностей в топливе. При современном объе­ме потребления это составит около 6 млн т у.т.

В настоящее время использование биомассы дает в Китае более 6 % всей потребляемой тепловой энергии, в США — 6 %, в странах ЕС — 5,7 %, в Бразилии — 32,9 %, в Беларуси — 1,6 %.

Переработка биомассы в топливо осуа;ествляется по трем основным направлениям.

Первое: биоконверсия, или разложение органических ве­ществ растительного или животного происхождения в анаэ­робных (без доступа воздуха) условиях специальными видами бактерий с образованием газообразного топлива (биогаза) и/или жидкого топлива (этанола, бутанола и т.д.). В настоя­щее время в Бразилии на этаноле, полученном в результате разложения биомассы из отходов сахарного тростника, рабо­тает городской автотранспорт и многие личные автомобили. В США этанол получают из отходов кукурузы. Этанол является хорошим заменителем бензина, при этом в отличие от нефти биомасса является достаточно быстро возобновляемым ресур­сом. К биоконверсии относится также получение тепловой энергии при аэробном микробиологическом окислении орга­нических веществ. Так по научному называется компостиро­вание и биоподогрев, о чем знает каждый огородник.

Второе: термохимическая конверсия (пиролиз, газифика­ция, быстрый пиролиз, синтез) твердых органических веществ (дерева, торфа, угля) в "синтез-газ", метанол, искусственный бензин, древесный уголь.

Третье: сжигание отходов в котлах и печах специальных конструкций. В мире сотни миллионов тонн таких отходов сжигаются с регенерацией энергии. Прессованные брикеты из бумаги, картона, древесины, полимеров по теплотворной спо­собности сравнимы с бурым углем.

Например, в нашей стране, на Поставском льнозаводе осво­ена японская технология производства теплобрикетов из отхо­дов переработки льна, которые по теплоотдаче не уступают ка­менному углю. Кстати, технология позволяет делать теплобрикеты из древесных опилок, бытового мусора. А к настояще­му времени на свалках в Беларуси скопилось столько отходов, что если их перевести в нефтяной эквивалент, то получится около 600—700 тыс. т нефти в год. К этому направлению мож­но было бы отнести и сжигание дров в бытовых печах. Но дро­ва почему-то выведены из понятия биомассы, хотя одна шес­тая часть годового потребления топлива в мире приходится на древесину и около трети всех срубленных деревьев исполь­зуется для приготовления пищи и отопления. Реальное пот­ребление древесного топлива в три раза превышает уровень, который показывает статистика. Около половины населения мира использует для приготовления пищи (а это 4/5 расхода энергии в домашнем хозяйстве) и отопления главным обра­зом дрова.

В условиях Беларуси развитие биоэнергетики наиболее экономически целесообразно и технически осуществимо, так как биомасса — вид топлива, которого у нас с избытком и не использовать который было бы непростительной ошибкой.

Под биомассой ученые и специалисты нашей страны пони­мают, в первую очередь, древесную кору, стружку, опилки, мусор, деревья на зараженных радиацией территориях. Спе­циалисты БелТЭИ указывают, что при нынешнем использова­нии древесных отходов как топлива экономически оправдано увеличение объема использования древесных отходов в каче­стве топлива до 2 млн т условного топлива. В Институте проб­лем энергетики Национальной Академии наук Республики Беларусь завершается серия исследований по возможности ис­пользования радиоактивной древесины в качестве топлива.

Дата добавления: 2015-08-17